Utilisation de cellules souches médullaires en bioingénierie tissulaire du ligament

Use of bone marrow mesenchymal stem cell in bioengineering of ligaments

• Auteur / Autrice : Lei Zhang
• Direction : Xiong Wang, Huai Qing Chen
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Bioingénierie-Biomatériaux
• Date : Soutenance le 24/01/2008
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL en cotutelle avec Université de Sichuan - Chine Populaire
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale BioSE - Biologie, Santé, Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'énergétique et de mécanique théorique et appliquée (Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Jean-François Stoltz
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Xiong Wang, Huai Qing Chen, Jean-François Stoltz, René Santus, Jinping Ou-Yang
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : René Santus, Jinping Ou-Yang

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ligaments

Génie tissulaire

Mots clés libres

Ingénierie tissulaire du ligament

Ligament

Ténascine-C

CSMM

Fibroblaste

Co-culture sans contact

Stretching

Collagène I

Collagène III

Bioengineering of ligaments

Collagen III

Stretching

Collagen I

Ligament

BMSC

Fibroblast

Indirect co-culture

Tenascin-C

Résumé

Les ligaments jouent un rôle important dans le mouvement et la stabilité des articulations. Les accidents et la fatigue chronique sont les principales raisons des ruptures de ligaments qui n’ont généralement pas de capacité de guérison, ce qui conduit à de graves dysfonctionnements du ligament et des articulations. La construction des ligaments en bioingénierie donne un nouvel espoir thérapeutique. Pour construire un tel tissu, les cellules sont très importantes dans la mise en oeuvre de la construction d’un biotissu ayant de bonnes propriétés tant biologiques que mécaniques. Quelle source cellulaire et quel microenvironnement doivent être utilisés pour la reconstruction des ligaments ? L’objectif de ce travail était d’étudier la différenciation des cellules souches mésenchymateuses médullaires (CSMM) en fibroblaste. Pour ce faire, d’une part, nous avons co-cultivé des CSMM du rat sans contact avec des fibroblastes ligamentaires, et d’autre part, nous avons stimulé mécaniquement les CSMM. Un suivi des ARNm et des protéines associées caractéristiques des ligaments (collagènes I et III et ténascine-C) a été analysés. Nos résultats expérimentaux ont montré que la culture des CSMM dans un microenvironnement fibroblastique de ligaments ou l’étirement favorisent les synthèses de collagènes I et III et de ténascine-C dans les proportions proches des ligaments. L’ensemble de cette étude suggère qu’il est envisageable d’utiliser les CSMM comme source cellulaire, pour une application clinique, en ingénierie tissulaire du ligaments

Ligaments play an important role in the movement and stability of joints. Accidents and chronic fatigues are the main reasons for ligament lesion which usually is difficult for self healing and leads to serious dysfunction of ligaments and joints. The construction of bioengineering ligaments gives a new way to overcome this problem. Cells are very important in the construction of a biotissue with appropriate biological as well as mechanical properties. Which cellular source and microenvironment should be used for the reconstruction of ligaments? The objective of this work is to study the differentiation of bone marrow mesenchymal stem cell (BMSC) into fibroblast. We co-cultured indirectly rat BMSC with ligament fibroblasts or stimulated them by mechanical stretching. After that, the expressions of characteristics mRNA and protein of ligaments (collagen I, III and tenascin-C) have been analyzed. Our experimental results showed that the culture of BMSC in a microenvironment of ligament fibroblast or under stretching favored the syntheses of collagen I, III and tenascin-C in the proportions close to ligaments. In summary, these studies suggest it is feasible to use BMSC as cellular source for a clinical application in tissue engineering of ligaments